V posledných rokoch sa veľká pozornosť venuje supermateriálu grafénu. Čo je však grafén? Predstavte si látku, ktorá je 200-krát pevnejšia ako oceľ, ale 1000-krát ľahšia ako papier.
V roku 2004 sa dvaja vedci z Manchesterskej univerzity, Andrej Geim a Konstantin Novoselov, „hrali“ s grafitom. Áno, s tou istou vecou, akú nájdete na hrote ceruzky. Boli zvedaví na tento materiál a chceli vedieť, či sa dá odstrániť v jednej vrstve. Našli teda nezvyčajný nástroj: lepiacu pásku.
„Pásku [položíte] na grafit alebo sľudu a potom odlepíte vrchnú vrstvu,“ vysvetlil Heim pre BBC. Z pásky odlietajú grafitové vločky. Potom pásku preložíte na polovicu a prilepíte ju na vrchnú vrstvu, potom ich znova oddelíte. Tento proces potom zopakujete 10 alebo 20-krát.
„Vločky sa zakaždým rozpadajú na stále tenšie a tenšie vločky. Nakoniec na páse zostanú veľmi tenké vločky. Rozpustíte pásku a všetko sa rozpustí.“
Prekvapivo, metóda pásky dokázala zázraky. Tento zaujímavý experiment viedol k objavu jednovrstvových grafénu.
V roku 2010 získali Heim a Novoselov Nobelovu cenu za fyziku za objav grafénu, materiálu zloženého z atómov uhlíka usporiadaných v hexagonálnej mriežke podobnej drôtenej pletivke.
Jedným z hlavných dôvodov, prečo je grafén taký úžasný, je jeho štruktúra. Jedna vrstva nedotknutého grafénu sa javí ako vrstva atómov uhlíka usporiadaných v hexagonálnej mriežkovej štruktúre. Táto atómová štruktúra včelieho plástu dodáva grafénu jeho pôsobivú pevnosť.
Grafén je tiež elektrická superhviezda. Pri izbovej teplote vedie elektrinu lepšie ako ktorýkoľvek iný materiál.
Pamätáte si tie atómy uhlíka, o ktorých sme hovorili? Každý z nich má jeden elektrón navyše, nazývaný pí elektrón. Tento elektrón sa voľne pohybuje, čo mu umožňuje viesť prúd cez viacero vrstiev grafénu s malým odporom.
Nedávny výskum grafénu na Massachusettskom technologickom inštitúte (MIT) objavil niečo takmer magické: keď mierne (len o 1,1 stupňa) otočíte dve vrstvy grafénu mimo zarovnania, grafén sa stane supravodičom.
To znamená, že dokáže viesť elektrinu bez odporu alebo tepla, čo otvára vzrušujúce možnosti pre budúcu supravodivosť pri izbovej teplote.
Jednou z najočakávanejších aplikácií grafénu sú batérie. Vďaka jeho vynikajúcej vodivosti dokážeme vyrobiť grafénové batérie, ktoré sa nabíjajú rýchlejšie a vydržia dlhšie ako moderné lítium-iónové batérie.
Niektoré veľké spoločnosti ako Samsung a Huawei sa už vydali touto cestou s cieľom zaviesť tieto pokroky do našich každodenných zariadení.
„Do roku 2024 očakávame, že na trhu bude široká škála grafénu,“ povedal Andrea Ferrari, riaditeľ Cambridge Graphene Center a výskumník v rámci Graphene Flagship, iniciatívy, ktorú vedie European Graphene. Spoločnosť investuje 1 miliardu eur do spoločných projektov. Aliancia urýchľuje vývoj grafénu.
Výskumní partneri spoločnosti Flagship už vytvárajú grafénové batérie, ktoré poskytujú o 20 % väčšiu kapacitu a o 15 % viac energie ako dnešné najlepšie vysokoenergetické batérie. Iné tímy vytvorili solárne články na báze grafénu, ktoré sú o 20 percent účinnejšie pri premene slnečného žiarenia na elektrinu.
Hoci už existujú niektoré skoré produkty, ktoré využili potenciál grafénu, ako napríklad športové vybavenie Head, to najlepšie ešte len príde. Ako poznamenal Ferrari: „Hovoríme o graféne, ale v skutočnosti hovoríme o veľkom počte skúmaných možností. Veci sa uberajú správnym smerom.“
Tento článok bol aktualizovaný pomocou technológie umelej inteligencie, overený faktami a upravený redaktormi HowStuffWorks.
Výrobca športového vybavenia Head použil tento úžasný materiál. Ich tenisová raketa Graphene XT je údajne o 20 % ľahšia pri rovnakej hmotnosti. Je to skutočne revolučná technológia!
`;t.byline_authors_html&&(e+=`Kód: ${t.byline_authors_html}`),t.byline_authors_html&&t.byline_date_html&&(e+=” | “),t.byline_date_html&&(e+=t.byline_date_html);var i=t.body_html .replaceAll('”pt','”pt'+t.id+”_”); return e+=`\n\t\t\t\t
Čas uverejnenia: 21. novembra 2023